Последната сервизна мисия до телескопа Хъбъл

Автор
Атанас Кумбаров

            

http://image.nauka.bg/astro/hubble/Hubble%201.jpg Лого на четвъртата сервизна мисия до Хъбъл.


  Космическият телескоп Хъбъл несъмнено е една от най-скъпите и най-продуктивни  научни мисии. От изстрелването му през 1990 година по него са изразходвани  милиарди долари, а в замяна човечеството направи много открития. Космическата  обсерватория Хъбъл е отговорна за измерването на разстоянието до Цефеидите, от  което последваха по-точно определяне на константата на Хъбъл и определяне  скоростта на разширяване на Вселената, установяване, че Вселената се разширява все  по-бързо, откриване на огромни черни дупки в ядрата на галактиките, откриване  на връзка между масата и свойствата на галактическите черни дупки и свойствата  на галактиките-домакини, заснемането на сблъсъка между кометата Шумейкър-Леви и  Юпитер и за заснемането на невероятни снимки, прозирайки по-дълече от всеки  друг телескоп.

           

Космическият телескоп Хъбъл в орбита. Космическият телескоп Хъбъл в орбита.


  Най-голямото предимство, а може би – и най-големият недостатък на телескопа е  дизайнът му, който предвижда обсерваторията да се посещава от астронавти и да  се преконфигурира от време на време. В началото това се оказало предимство –  космическата совалка изпълнява по 6-9 полета на година и обслужването и  обновяването на телескопа не е проблем. Но след започване изграждането на  Международната космическа станция (МКС) значителна част от финансирането на  НАСА се заделя за станцията. След инцидента със совалката Колумбия, положението  на пилотираната програма на САЩ е по-зле от всякога. След години на Земята,  совалката успява да извършва по 2-3 полета на година, а разписанието й за доизграждане  на МКС е претрупано. За момент е решено полетите до Хъбъл да бъдат  преустановени – сигурна гибел за телескопа.
 
  Благодарение на уникалния дизайн на телескопа Хъбъл, той може да бъде поправян,  подобряван и надграждан в орбита. Апаратурата му е организирана в блокове,  които могат да се изключват, изваждат, ремонтират и подменят. Тази особеност на  съоръжението се оказва от критична важност още от самото начало на мисията –  след изстрелването на телескопа се установява, че главното огледало е дефектно и  изображенията, получени от телескопа, са размазани. Инженерите на НАСА  установяват, че проблемът може да бъде решен чрез добавянето на допълнителен  оптичен компонент, един вид „очила”. През 1993 г. екипажът на совалката Индевър  извършва първата ремонтна мисия. През 1997 г. совалката Дискавъри достига  телескопа и извършва втората сервизна мисия. Третата мисия до обсерваторията е  разделена между два полета – полет А е извършен през 1999 г. от совалката  Дискавъри, а полет Б през 2002 г. от Колумбия. По време на сервизните мисии се  подменят жироскопите, сензорите, слънчевите панели и инструментите на  телескопа. До сега от телескопа са били свалени 5 научни инструмента, а след  сервизна мисия 3Б на Хъбъл има 6 инструмента.
 
  Към 2008 г., 6 години след мисия 3Б, почти всички жироскопи са извън строя,  като се очаква оставащите да се развалят скоро, батериите са деградирали, някои  научни инструменти вече не работят, а изолацията на телескопа е за подмяна. За  удължаването живота на обсерваторията е нужна нова мисия. След проблемите в  НАСА изглежда няма да има такава, но под натиска на публиката и на научната  общност НАСА решава да отдели една мисия на совалката до телескопа.  Финансирането се поема от Астрофизическата общност. Мисията е насрочена за  есента на 2008 г. и носи обозначенията SM4 и STS-125. Избрана е совалката  Атлантис. Точната дата варира, но се очаква совалката да потегли на  амбициозната 11-дневна мисия на 10 октомври.

           


РЕКЛАМА:

***

Двама астронавти ремонтират Хъбъл по време на мисия 3Б.


  Мисията има три главни цели:
 
  1. Удължаване на оперативния живот на Хъбъл с още поне пет години. За целта ще  бъдат подменени шестте жироскопа на телескопа, които го обръщат в желаната  посока, ще бъдат подменени батериите му и ще бъде сложена нова термоизолация от  външната му страна. Използвайки двигателите на совалката, телескопът ще бъде закаран  в по-висока орбита, тъй като при оперативната му височина се наблюдава известно  съпротивление с йоните от горната атмосфера, което води до намаляване на  скоростта и падане на телескопа. Освен гореспоменатите дейности, към Хъбъл ще  бъде прикачен механизъм за скачване, който ще послужи за захващане на телескопа  от сервизен апарат, предназначен да го свали от орбита безопасно над океана.  Някои оптимисти предполагат, че НАСА ще инсталира механизма с надеждата, че в  бъдеще новият космически кораб на НАСА – Орион – ще извърши още една сервизна  мисия до обсерваторията.
  2. Втората цел на мисията е да се увеличи научната производителност на  телескопа. Това ще бъде постигнато чрез инсталирането на два нови инструмента:  Широкооъгълна камера 3 (ШЪК 3) и Спектрографа на космическите начала (СКН). ШЪК  3, която работи във видимия, ултравиолетов и инфрачервен спектър, ще увеличи  чувствителността на телескопа между 10 и 30 пъти. СКН ще увеличи  чувствителността на Хъбъл 10 пъти. Той работи в ултравиолетовия спектър и е  много важен инструмент, тъй като земната атмосфера абсорбира ултравиолетови  лъчи и изследвания в този диапазон се провеждат най-добре от космоса.
  3. Третата цел е да се ремонтират двата развалени инструмента в научния арсенал  на Хъбъл. Снимачния спектрограф на космическия телескоп (ССКТ) не работи от  2004 г. Той помага на учените да определят температурата, химическия състав,  плътността и движението на наблюдаваните обекти. ССКТ работи в ултравиолетовия,  видимия и инфрачервения спектър. Развитата камера за изследвания (РКИ) е  най-обещаващият инструмент на Хъбъл. Но от 2007 г. тя не работи. Тази камера  работи в ултравиолетовия и видимия спектър. РКИ позволява на Хъбъл да извършва  широки проучвания на Вселената, да изследва природата и дистрибуцията на галактиките  и да проучва някои от ранните характеристики на Вселената.

           

Както по време на изстрелването на телескопа, така и по време на изстрелването на последната мисия до Хъбъл, на стартовата площадка ще има едновременно две совалки.


  Изпълнението на четвъртата сервизна мисия представлява една от най-сложните  мисии в историята на пилотираните космически полети. За осъществяването на  горните три цели са нужни пет извънбордови космически дейности, познати още  като „космически разходки”. Продължителността на мисията е 11 дни. Уникалното  при тази мисия е, че се планира изключителна спасителна операция в случай на  авария. При излитане на совалката има вероятност част от изолационната пяна по  външния й горивен резервоар да се откърти и да удари термалния щит, повреждайки  го до такава степен, че да не може да бъде ремонтиран в космоса. В такъв  случай, совалката не може да се върне на Земята, тъй като температурата при  кацане достига до 3000 градуса. При мисиите до МКС, в случай на повреда,  астронавтите могат да останат на станцията в продължение на месеци, през което  време да бъдат евакуирани с друга совалка или – с руския кораб Союз. Но  Атлантис има възможност да остане в Космоса само 16 дни, а ограниченото  количество гориво, с което разполага, не й позволява да достигне до МКС. За  това НАСА разработи план, според който совалката Индевър ще чака на Земята в  готовност за излитане и в случай на авария ще излети с четиричленен екипаж, за  да прибере седемте астронавта от Атлантис. Така на борда на Индевър би имало 11  астронавта или – с 4 повече от нормалното, за което са предвидени известни  модификации в кабината.
 
  Совалката Атлантис ще излети към Хъбъл от стартова площадка 39А в космическия  център Кенеди във Флорида, а междувременно техниците ще подготвят Индевър на  съседната площадка 39Б за спасителна мисия. Поради изменения на площадка 39Б с  цел приспособяване към новите пилотирани ракети Арес, совалката Индевър няма да  може да излети от нея. След изстрелването на Атлантис, Индевър също ще бъде  преместена на стартова площадка 39А. В случай, че не се наложи провеждане на  спасителна мисия, Индевър ще бъде преконфигурирана за редовния й полет до МКС.
 
  Ако сервизна мисия номер 4 премине успешно, Хъбъл ще бъде по-мощен, по  -чувствителен и по-продуктивен отвсякога. С новите инструменти, много по-мощни  от предшествениците им и след подмяната на жизнените компоненти на телескопа,  заедно с два от старите научни инструмента, Хъбъл ни обещава още много  невероятни снимки и открития.

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: